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從兵馬俑到南海一號,Heritage Science帶您探索古老中國的秘密

1月
30
2019

2019年1月30日03時 知社學術圈

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面拂水墨彩,手握青銅弩的秦始皇兵馬俑究竟代表著什麼?深山古剎中的宋朝開化寺壁畫究竟原貌幾何?金代梅瓶中的陳年古酒會是什麼滋味?沉睡海底的南海一號該如何保存?在Heritage Science上發表的以下幾篇文章中,作者們希望通過科學方式揭開這些中國文物的神秘面紗,還原它們的本有面貌。讓我們與Heritage

Science一起還遠歷史,為研究人員和大眾呈現一幕幕藝術瑰寶,展示古文明的魅力。

墨水印、青銅弩及其對秦始皇馬俑的意義

圖. a.秦國中心和秦帝國領土範圍的簡圖(包括文中提到的地點) b. 秦始皇陵的規劃圖(包括兵馬俑1號坑)

戰國時代和華夏文明早期,官僚實踐的核心工作是一項定期的小型會計工作,即通過標記物件和人員,來對他們進行行徑追蹤、質量檢驗和數量編列。秦始皇(公元前259-210年)墓群中,兵馬俑的青銅武器上印有非常知名的長幅文字和短幅刻印,這些信息能幫助我們從多方面了解華夏民族成型關鍵時期的工藝組織和物流形式。發表在Heritage

Science的Ink marks, bronze crossbows and their implications for the Qin Terracotta

Army文章研究了從秦兵馬俑1號坑中青銅弩扳機上的兩個鮮為人知的墨水銘文展開,通過多光譜攝影、數字顯微鏡和拉曼分析,研究者在這兩個扳機上發現了更多具有和雕刻標記相似的「匹配」標記的印記。同時,該研究識別出製作標記的黑色物質為菸灰墨。對墨印和雕刻的扳機標記開展的空間分析,也為研究秦代青銅製作者如何進行這些標記活動提供了的更多信息。

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Ink marks, bronze crossbows and their implications for the Qin Terracotta Army

Andrew Bevan et al.

doi: 10.1186/s40494-018-0239-5

區域增長改進算法|

揭開宋朝開化寺壁畫原貌神秘面紗

圖:古代廟宇壁畫剝落樣例 a.漆層剝落 b.土層剝落

由於長期暴露在外部環境中,受光照、溫度和濕度的影響,古代壁畫受損程度往往很難被測定。如何讓人們欣賞到壁畫的原貌已經成為當今相關領域專家關心的問題。計算機技術的發展使人們可能利用智能信息處理來模擬並修復古代壁畫。來自太原理工大學計算機科學與技術學院研究團隊在Heritage Science發表的Improved region

growing algorithm for the calibration of flaking deterioration in ancient temple

murals一文以宋朝開化寺壁畫為研究對象,提出一種基於閾值分割的區域增長改進算法,來自動標定壁畫因侵蝕而產生的剝落退化。首先,研究分析了剝落區域的顏色特徵,通過閾值分割對疑似剝落的損傷點進行標記,並將這些點作為剝落區域增長和擴張的起點,並計算了顏色掩模。接著,分析了YCbCr和HSV顏色空間下剝落區域的亮度、色度、飽和度。利用閾值分割方法獲取併合並這些亮度、色度和飽和度的掩模。最後,將通過數據融合得到的剝落區域的掩模添加至原始圖像,進而標定剝落退化區域。相較於目前基於多尺度壁畫退化的校準算法,該實驗結果顯示,研究提出的校準算法在無噪音環境下,平均錯誤值和錯誤標準偏離值分別為1.91和1.82,在有噪音環境下分別為1.97和1.85。錯誤值有所降低,標定性能有所提升且表現穩定。這項工作為古代壁畫的虛擬修復和實際修復都提供了一個良好的基礎。

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Improved region growing algorithm for the calibration of flaking deterioration in ancient temple murals

Jianfang Cao et al.

doi: 10.1186/s40494-018-0235-9

圖. 李居柔(公元1115年-1234年)墓中發掘的金代梅瓶

發表在Heritage Science的一篇文章Mass spectrometry identification of the liquor contained in the plum vase excavated from Jurou Li’s Grave of the Jin Dynasty (1115–1234 CE) in

Xi』an, Shannxi, China中,來自西北工業大學材料學院凝固技術國家重點實驗室的研究團隊為了準確鑑定西安李居柔墓(公元1115-1234)出土的金代梅瓶中盛放的古酒,採用了質譜法測定從液體樣品中提取的殘留蛋白質的胺基酸序列,並將測得的序列在標準蛋白質序列資料庫中進行搜索。鑑定發現,提取到的蛋白質為來自高粱(Sorghum

bicolor)的糖基轉移酶、來自威克漢姆西弗酵母(Wickerhamomyces ciferrii)的鈣依賴性蛋白激酶2以及來自拿遜氏酵母(Nadsonia fulvescens)的細胞色素b-c1複合物亞基里斯克蛋白。這些結果表明,梅瓶中最終降解得到的液體是由高粱穀物通過威克漢姆西弗酵母和拿遜氏酵母發酵而成的,直接證明白酒早在金代就已經進入了人們的生活。

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Mass spectrometry identification of the liquor contained in the plum vase excavated from Jurou Li’s Grave of the Jin Dynasty (1115–1234 CE) in Xi』an, Shannxi, China

Zhanyun Zhu et al.

doi: 10.1186/s40494-018-0210-5

圖.沉船考古發掘和船隻殘骸結構簡圖(以樣方呈現)的俯視圖

近期,中山大學生命科學學院研究團隊發表在Heritage Science的Microbial erosion assessment on waterlogged archaeological woods (WAWs) from a Chinese ancient shipwreck, Nanhai No.

1的研究旨在鑑定南海一號,一艘在中國南海沉沒的古代沉船(建於800年前,宋朝)的木材種類,查明腐蝕沉船中木質構件的細菌類別,分析其侵蝕程度,並闡明不同侵蝕程度下木材的內部結構變化。利用光學顯微鏡和電子顯微鏡技術,本研究觀察到沉船中二十個木質構件的顯微和亞顯微結構。沉船由6種木材建造而成,包括馬尾松(Pinus massoniana)、福建柏(Fokienia

hodginsii)、海南欖仁樹(Terminalia hainanensis)、柄果木(Mischocarpus oppositifolius)、江南榿木(Alnus trabeculosa)和貝卡硬檀(Mussaendopsis

beccariana)。通過分析細菌侵蝕後留下的痕跡,研究確定沉船中的侵蝕性微生物主要是侵蝕細菌和隧道式細菌。根據相關文獻標準,對每種木材樣品的細菌侵蝕程度的分析表明,除少數完全降解的樣品外,大部分木質構件呈弱到中度侵蝕。由於海底環境(沉浸條件)不同,與中國東南部其他在不同年代間沉沒的古船木質構件的細菌侵蝕情況相比,儘管南海一號比其他沉船沉浸時間更長,但它的木結構是保存得最好的。其中,由淤泥覆蓋的厭氧環境可能是保護古代沉船的方式之一。

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Microbial erosion assessment on waterlogged archaeological woods (WAWs) from a Chinese ancient shipwreck, Nanhai No. 1

Mengge Gao et al.

doi: 10.1186/s40494-018-0220-3

Heritage Science

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and historical significance in the context of heritage and conservation studies.

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